橡膠混煉工藝控制培訓

l

熟悉不同橡膠材料的混煉特性●

混煉膠質(zhì)量的檢驗判定方法培訓系列內(nèi)容l

橡膠的混煉※l

硫化原理及質(zhì)量控制（將作煉膠是重要工序！?。∩z（原膠）部分l

通用橡膠（價格便宜，產(chǎn)量大）l

NR,IR,SBR,BR,NBR,CR,IIR,EPDM

等l

特種橡膠（價格貴，要求高）01l

配合劑種類繁多，包括以下幾大體系：○

采購部－名稱

煉膠部－代號硫化劑在所有配合劑中最重要，是它通過化學反應使橡膠從塑性粘流狀態(tài)變成高強度彈性狀態(tài)

（啤塑時的高溫條件使該反應發(fā)生）。硫化劑在混煉過程后期加入。a

硫磺（絕大部分通用膠采用）b

過氧化物類（即俗稱熟水類）c

特種橡膠專用硫化劑（如硫化劑F，雙酚AF）§

3.促進劑（數(shù)十種以上）§

化學家按結(jié)構(gòu)分類，工藝人員按酸性、中性、堿性分類，或按超速、中速、慢速分類?！?/p>

（3）常用促進劑：M,DM,TT,CZ,BZ,NOBS,NA-22等等§

4.活性劑§

（1）活性劑的作用：使促進劑反應加速§

（2）活性劑種類：主要就是氧化鋅(ZnO)氧化鎂(MgO)和硬脂酸§

5.防焦劑§

（1）防焦劑的作用：使硫化開始時間延遲，又不影響總硫化時間§

（2）常用防焦劑：常用只有PVI(或CTP)l

橡膠必須加入一些非常微小的剛性粒子，才能有足夠的強度，才能有好的加工性能，又●

到目前為止，所有填料中，炭黑對橡膠的補強加工性能最好，所以絕大部分橡膠制品都是黑色的。淺色制品和彩色制品綜合性能一般都不如黑色制品。●

塑料不加補強劑已有很高強度，只需要加填充劑降低成本，因此大多數(shù)塑料制品是彩色的。a

主要根據(jù)微觀粒經(jīng)的大?。赏ㄟ^儀器測出），用數(shù)字分類，如N220,3N30，N550，N990等數(shù)字越小，粒子越細，補強性能越好，但加工性能也越差，硬度上升也越快。b

還有一些專用炭黑，如導電炭黑等3.其它填充劑：基本不起補強作用，主要降低成本，還可通過加工性能。a

碳酸鈣1.橡膠的軟化（增塑）劑石油或煤焦油產(chǎn)品，如環(huán)烷油、芳烴油、瀝青、石油樹脂、古馬隆樹脂等植物油系，如松焦油、松香、大豆油等§

1.著色劑（色粉）§

（1）著色劑的作用和要求：耐熱、耐日光要好§

（2）無機著色劑§

（3）有機著色劑§

（1）發(fā)泡劑的作用和要求：發(fā)孔要均勻可控§

（2）無機發(fā)泡劑§

（3）有機發(fā)泡劑（五）其它配合劑f

偶聯(lián)劑：提高橡膠和填料的結(jié)合g

其它：現(xiàn)在越來越多功能性添加劑u

具有高度分散性，配合易于與生膠混合均勻，橡膠制品量也就越好；u

容易被生膠濕潤，與生膠有良好的親和力和相容性；u

水分不能超標，否則會導致起泡、脫層等毛?。籾

不能含有外來雜質(zhì)，或能對生膠加速老化的有害金屬，如銅、錳等；u

不應含有無機酸和能溶于水的鹽類，這些對設備和模具有腐蝕作用。a

配方以上各種組分的比例1b

膠料配方的表示方法及換算關系c

配方及物性指標的關系l

配方再好，也要通過配合工序的精確無誤的計量來加以兌現(xiàn)，如果l

原材料配合的公差以及配料誤差對混煉工藝、質(zhì)量有很大影響，要l

保證原材料不吸潮，不變質(zhì)?！?/p>

有開煉機低溫塑煉，密煉機和螺桿擠出機高溫塑煉，添加塑解劑塑煉。l

橡膠的可塑性不宜太大，太大會使橡膠制品的機械強度降低，永久變形增大，耐老化性、耐磨性和彈性降低，因此要防止生膠塑煉過度，

要在滿足工藝性能要求下，具有最適當?shù)目伤芏?。l

塑煉對后期的混煉、對混煉膠的門尼粘度影響非常大，為保持膠料的穩(wěn)定性，必須嚴格執(zhí)行工○

輥距、滾筒轉(zhuǎn)速與速比、溫度、時間和煉膠容量必須按照工藝要求，不可隨意！○

以高溫氧化占優(yōu)勢，因此與溫度的關系最為密切，還取決于時間、轉(zhuǎn)速、壓力等因素。l

22寸開煉機塑煉NR為例，其工藝條件：煉膠容量50－55升；時間15min；輥溫

前輥55－60℃

，后輥50－55

℃

；速比1:

1.15；薄通7次（1.5mm輥距），輥距放寬至9mm后下片，冷卻后備用。l

塑煉膠經(jīng)檢驗后可塑度為0.34±0.005。物體加外力產(chǎn)生變形，當外力去掉后，變形一點也不恢復，這是完全的塑性體，變形完全恢復則是完全彈性體，橡膠介于二者之間，未硫化膠偏于塑性體，硫化膠偏于彈性體。○

將來會從塑煉工序就開始進行控制，要保持可塑度和門尼粘度的穩(wěn)定。b.

旋轉(zhuǎn)扭力型可塑計○

門尼粘度計l

NBR：粘度高，可塑度低，性大，生多，塑困，一般采用低溫薄通○

IIR：塑煉困難，采用低溫、小輥距操作，溫度升高時，割下膠片，冷卻后再塑煉。關鍵是必須注意清潔，塑煉前應清楚其它不飽和橡膠殘余物，以免混入后影響質(zhì)量。l

保持操作條件的恒定！01l

就是將各種配合劑均勻地分散在橡膠中，使膠料成分完全均勻一致。l

硫化劑分散不均，就會使硫化曲線相差很大；○

炭黑分散不均就會使門尼粘度相差很大。l

開煉機混煉生產(chǎn)效率低、勞動強度大、操作安全性差、粉料飛揚損失大、污染環(huán)境、膠料質(zhì)量不高,l

但其靈活性大,適用于多品種、小批量生產(chǎn),尤其適用于特種膠料和某些生熱大的合成橡膠、硅橡膠l

先加入生膠及固體軟化劑，其次加入促進劑、活性劑、防老劑，再加補強填充劑、液體配合劑。如果補強填充劑和液體軟化劑較多時，可以分批加入。最后加入硫磺。l

開煉機混煉可分為包輥、吃粉、翻煉l

2)緊包前輥,成為彈性膠帶,不破l

包輥是開煉機混煉前提。由于生膠的性質(zhì)和混煉工條件不同,混煉時生膠在開煉機輥筒上的行為有四種狀態(tài)。如下圖所示。l

開煉機混煉有一段混煉和分段混煉兩種工藝方法。對含膠率高或天然橡膠與少量合成橡膠,并且補強填充劑用量少的膠料,通常采用一段混煉法。對天然橡膠與較多合成橡膠并用,且補強填充劑較多的膠料,可采用兩段混煉法,以便兩種橡膠與配合混煉得更均勻。無論是一段混煉還是兩段混煉,在混煉操作時,都先沿驅(qū)動端加入生膠、母煉膠或并用膠,然后根據(jù)配方加入各種配合劑進行混煉。●

在吃粉時注意不要割刀,否則粉狀配合劑會侵入前輥和膠層的內(nèi)表面之間,

也會通過輥縫被擠壓成硬片,造成混煉困當所有配合劑吃凈后,加入余膠,進行翻煉,翻煉操作方法主要有：有以下幾個重要影響因素：3.

輥速與速比4.

輥溫大批量生產(chǎn)膠料時，主要應用密煉機。l

密煉機的基本參數(shù)：密煉機容量、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速、膠料承受的壓力，功率?；鞜掃^程的特征取決于密煉室的體積填充度、密煉機的上頂栓壓力、轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速和溫度。一般填充系數(shù)為0.6-0.8。機硬常停

煉段時的二

化○

給定的混煉時間；●

給定混煉室的最高溫度，達到這一溫度自動排料；○

給定單位能耗，即達到給定能耗水平后自動排料。02l

NBR在混量大,配

合

于分散?！?/p>

NBR在開煉機上混煉時,應采取低溫、小容量、小輥矩、慢加料的操作方法,以促進配合劑的均勻分散。l

NBR若用密機混,加混室冷卻,炭黑和化要分批交替加入,排膠溫度不得高于130℃。丁基橡膠的內(nèi)聚強度低,自粘性差,包輥性差,與其它橡膠兼容性差,混煉丁基橡膠之前徹底清洗機臺,以免混入其它生膠,影響膠料質(zhì)量,丁基橡膠混煉時,配合劑分散困難?！?/p>

開煉機焜煉時,采用引料法(即待引料膠包輥后再加生膠和配合劑)或薄通法，將配方中一半生膠以小輥矩反復薄通,待包輥后再加入另一半?！?/p>

丁基膠包冷輥，粘輥要升高輥溫，脫輥要降低輥溫，速比不能超過1：1.25，否則空氣易混入膠料中，引起產(chǎn)品起泡。l

氯磺化聚乙烯橡膠具有熱塑性,加工中隨著膠料溫度上升,粘度迅速下降,

氯磺化聚乙烯橡膠采用開煉機混煉時,包輥性良好,但因生熱大,應注意冷卻,輥溫保持在40－70℃范圍內(nèi)。若采用密煉機混煉時,裝膠容量比其它橡膠大些,填充系數(shù)取70%－75%,排膠溫度在105－110℃以下,膠片后要注意干燥,因為水會促進其交聯(lián),導致焦燒。ECO一般不塑即可行混。均聚型橡膠尼粘度低,包性良好,但易粘造成混困;共聚型橡膠尼粘度高,無粘向,但不易包。l開煉機混煉均聚型氯醚橡膠要添加防粘劑－硬脂酸、硬脂酸鋅或硬脂酸錫。開煉機混煉共聚型氯醚橡膠時,可先將生膠薄通2－3次,促進其包輥。開煉機混煉,輥溫比一般橡膠要高一些,前輥70－75℃,后輥85－90℃。l密煉機混煉比開煉機容易,混煉均聚型膠時,可將一部份投入密煉機,另一部份則在壓片機上與硫化劑同時加入(輥溫在90℃以下)。混煉共聚型膠時,操作助劑在壓片機上加入,效果更好。接行混。v

氟橡膠的加工過程和使用設備、加工方法和一般橡膠的相同。由于它的結(jié)構(gòu)特點,

其加工性能較差。v

生膠在輥距0.

3－0.

5mm

的開煉機上薄通10

次,

包輥后即可加入配合劑。v

容量:

氟橡膠的容量比其他合成膠還要小。如v

6″煉膠機500gv

14″煉膠機500gv

輥溫:

40°C～

60°Cv

加工順序:

生膠→吸酸劑→加工助劑→填充劑→硫化促進劑。配合劑加完,

均勻、薄通打三角包、打卷、放厚下片。a

混煉膠的塑性試驗：可塑度、門尼粘度b

混煉膠的門尼膠燒試驗c

混煉膠的硫化性能：硫化儀d

混煉膠的分散度：直接法和間接法e

混煉膠的恒定性檢測：紅外光譜（FTIR)以后作專題講座a

硫化原理b

硫化工藝條件控制c

硫化過程中常見質(zhì)量問題及解決辦法橡膠混煉工藝控制。硫化劑在所有配合劑中最重要，是它通過化學反應使橡膠從塑性粘流狀態(tài)變成高強度彈性狀態(tài)

（啤塑時的高溫條件使該反應發(fā)生）。（1）防焦劑的作用：使硫化開始時間延遲，又不影響總硫化時間。（2）常用防焦劑：常用只有PVI(或CTP)。淺色制品和彩色制品